论文部分内容阅读
高分子导电复合材料具有优良的加工性能和导电性能，广泛应用于电子工业、航空航天工业、建筑信息行业当中。超临界二氧化碳（SC CO2）因其溶解性强、扩散性能好、易于控制等优点，成为当前科研及工业应用技术的热点之一。为降低导电复合材料中填料的含量，提高材料的综合性能，本实验以天然鳞片石墨（NG）为填料，以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）为聚合物基体，熔融共混后通过SC CO2手段制备NG/ABS导电复合材料。探究SC CO2对复合材料电学性能，力学性能，流变性能及填料在基体中的分散与石墨微观结构变化情况的影响。具体如下： （1）熔融共混法制备NG/ABS导电复合材料，复合材料经过SC CO2处理，得到发泡后的导电复合材料。结果表明，复合材料再经SC CO2处理后，填料在基体内部均匀分散，导电通道提前形成，在NG/ABS复合材料中，直流导电（DC）逾渗区间为25wt%~30wt%，经过SC CO2处理后为20wt%~25wt%，电阻率下降一到两个数量级。复合材料填料含量在20wt%~25wt%时出现流变逾渗现象，SC CO2处理后降低至15wt%~20wt%时，小于导电逾渗值。这是由于在传递电子时，NG之间的距离要比阻碍ABS分子链运动时NG之间的距离小。 （2）采用二甲基甲酰胺（DMF）插层改性石墨后制备的复合材料导电逾渗区间为15%~20%，复合材料电阻率在未改性基础上下降约一个数量级。DMF的插层改性在SC CO2条件辅助下，进一步提高了石墨在ABS基体内部的分散性，复合材料导电性也随之提高。微观结构分析表明DMF的改性对石墨层间距的扩大有一定程度的影响或发生微剥离。在超临界条件下，NG/ABS和DMF-NG/ABS复合材料的G，G和η*逾渗区间均为15wt%~20wt%，但前者G，G和η*均高于后者。 （3）采用高压小振幅超临界脉冲处理复合材料，复合材料颗粒的破碎状态得到改善，复合材料的力学性能有所提高，填料对脉冲压模式的依赖性增强。NG/ABS复合材料的体积电阻率下降。而当NG含量仅为20wt%时，其体积电阻率远低于同比例下未经处理的复合材料的体积电阻率。这说明了SC CO2的处理，促进了填料的分散或剥离，利于形成导电网络。与此同时，处理后NG/ABS复合材料的G和η*均得到提高。